啁啾莫尔光纤光栅的多层薄膜分析新方法

将啁啾莫尔光纤光栅看成一多层薄膜体系,每层薄膜用界面传输矩阵和膜层传输矩阵表示,将每层的传输矩阵相乘后得到光栅的传输谱。数值计算结果表明,啁啾莫尔光纤光栅的传输谱的通道数取决于啁啾莫尔光纤光栅的长度、两线性啁啾光栅的中心波长的差值;通道间隔和带宽取决于光栅的啁啾系数和折射率调制幅度。该模型的精度满足设计要求。     

啁啾光子晶体光纤光栅反射谱和时延特性研究

用有限元法和传输矩阵法,对基于包层空气孔为柚子型结构的光子晶体光纤啁啾光栅的反射谱进行了理论分析。通过对均匀光栅仿真结果与实验结果的对比,可知此方法是可行的。研究表明光子晶体光纤的啁啾光栅有多个明显的反射峰,并且分析了啁啾系数、折变量对各谐振峰带宽和反射率等的影响。计算结果显示,随着啁啾系数和折变量的增大,光栅反射谱呈规律变化,当啁啾系数增大到一定程度时几个反射峰会连到一起,形成一个大的反射带宽。同时对光栅基模反射谱对应的时延特性进行了研究,可知其同样具有比较平滑的时延曲线,可以用于色散补偿。     

光纤光栅应用于梳状滤波器和光分插复用器(OADM)的研究

研究了光纤光栅在梳状滤波器和光分插复用器(OADM)中的应用特性。基于传输矩阵法对Sinc取样光栅反射谱进行分析,分析了取样光栅长度、折射率调制深度和取样周期等光栅参数对Sinc取样光栅反射谱的影响规律。根据各参数对Sinc取样光栅反射谱的影响规律构造了4种反射率高、反射峰间隔均匀及谱宽稳定的Sinc取样光栅梳状滤波器,为梳状滤波器的设计与制作提供了新思路、新技术。用OptiSystem软件对光纤Bragg光栅型光分插复用器进行了仿真研究。研究表明,经过光纤光栅光分插复用器后,下载和除了下载的光谱峰值基本为-4dBm,下载的功率也基本是均衡的。     

光纤光栅反射率及相位响应的计算

采用分层介质膜的等效模型,计算了均匀光纤栅及线性啁啾光栅的反射谱,透射谱及反射相位跃变,结构与采用耦合模理论计算的结果相吻合,表明这是分析光纤光栅的光反射特性的一种有效的新方法。     

交错型采样光纤Bragg光栅的折射率调制法设计

通过改变种子光栅中相邻子光栅的折射率调制量,提出一种新型交错型采样光纤Bragg光栅(ISFBG)设计,并利用传输矩阵法分析ISFBG的反射谱特性.结果表明:对种子光栅中相邻子光栅的折射率设计不同的调制量,ISFBG的反射谱信道教增加,主反射峰的反射率主要由折射率调制量大的子光栅决定,并且其反射率的大小随着折射率调制量...     

光子晶体光纤光栅反射谱及时延特性研究

利用多极法对包层空气孔为正六边形对称结构光子晶体光纤的模式场进行了分析,计算出不同波长下基模的有效折射率,结合使用模式耦合理论和传输矩阵法对基于光子晶体光纤的布拉格光栅特性进行了计算和仿真,对比了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布拉格光栅反射谱及时延特性之间的差异.在此基础上,对光纤光栅的切趾特性进行了研究,选择不同的切趾函数,得出最佳切趾函数下光栅传输谱.理论计算和仿真结果表明,随波长增加,基模有效折射率下降,光栅谐振波长出现蓝移,采用啁啾化处理后,10 cm长光子晶体光纤光栅可以提供1 200 ps以上的线性时延.     

基于反向耦合模原理光栅的薄膜模型研究

提出了将Round方法与薄膜理论相结合的多层薄膜模型,将光纤光栅看成一多层薄膜体系,每层薄膜用界面传输矩阵和膜层传输矩阵表示,将每层的传输矩阵相乘后得到光栅的总传输矩阵,用它分析了基于反向耦合模原理的各光纤光栅。数值计算结果表明,该模型计算方法简单,而且和耦合模理论吻合得很好,可以用此模型来分析光纤光栅的各种参数对光栅的影响。     

基于光束扫描方法制作取样光栅的实验研究

报道了一种基于光束扫描方法采用普通均匀相位模板和连续的 2 4 4nm倍频氩离子激光器 ,制作波长间隔为 0 .8nm和 1.6nm取样光栅的新技术 ,并对得到的实验结果进行了分析。研制的取样光栅波长间隔均匀 ,具有良好的谱特性。采用的方法操作简单、灵活 ,可方便地制作不同类型的取样光栅。     

基于光速扫描方法制作取样光栅的实验研究

报道了一种基于光速扫描方法采用普通均匀相位模板和连续的244nm倍频氩离子激光器,制作波长间隔为0．8nm和1．6nm取样光栅的新技术,并对得到的实验结果进行了分析。研制的取样光栅波长间隔均匀,具有良好的谱特性。采用的方法操作简单、灵活,可方便地制作不同类型的取样光栅。     

相移光纤光栅透射光谱特性研究

基于模耦合理论,利用传输矩阵法系统地分析了相移光纤光栅的透射谱特点.结果表明,相移光栅可在透射谱阻带中打开线宽极窄的一个或多个透射窗口,通过对相移光栅在不同相移量、不同位置、不同相移个数、不同kL值时的传输光谱特性进行分析研究,得到了影响其透射率以及其线宽和位置的主要因素.这些结果将对相移光纤光栅在滤波、波分复用、光纤激光器和光纤光栅传感系统的实际制作及应用有重要的指导意义.     

Effects of fibre grating parameters on the spectral characteristics of cascaded long- and short-period gratings

Using coupled-mode theory combined with the transfer matrix method, this paper presents the impact of fibre grating parameters(grating period, grating length and average index modulation) and the separation between long-period fibre grating and fibre Bragg grating (FBG) on the reflection spectra of cascaded long-and short-period grating (CLBG). Two grating periods and two grating lengths have only impact on the two reflection peaks. The two resonance wavelengths shift towards the longer wavelength when the period of FBG decreases. Further, we study the sensing characteristics of coated CLBG. By analysing the relationship between the refractive index sensitivity and the thin film parameters (film refractive index and film thickness), the optimized parameters for the coated CLBG used as film sensor were obtained. Data simulation shows that the resolution of the refractive index of this coated CLBG film sensor is predicted to be 10^?6. This implies that the coated CLBG has an important application value in sensing and measurement field.     

高双折射光纤光栅扭转特性分析与应用

通过对高双折射光纤光栅的特性进行分析,提出了一种新型的可埋入工程材料的扭转传感器结构。基于光纤光栅的模耦合理论和高双折射光纤的扭转特性,建立了扭转高双折射光纤光栅传输光波的数学模型,并分析其光谱特性,仿真结果表明扭转高双折射光纤光栅的反射谱不具备方向性,只与扭转角度大小有关。当扭转角度从0变化到360°时,高双折射光纤光栅的2个主峰波长都随之产生漂移,x方向的光向短波长方向移动,y方向的光向长波长方向移动,并且反射谱峰值逐渐减小,通过前向耦合模理论与反向耦合模理论结合分析并仿真,得出x和y方向上波峰值变化量,以及相应的中心波长的变化量,最后通过实验数据对高双折射光纤光栅的变化参数与扭转角度的关系作出验证。     

Design and characteristics of polarization-insensitive resonant gratings for color filtering

A method of designing polarization-insensitive color filters with guided-mode resonance grating is presented. The influence of incident conditions on exciting waveguide mode is investigated, and we find that polarization insensitivity may occur at the full conical incidence. Using rigorous coupled-wave analysis, we mainly analyze the effects of waveguide thickness and fill factor on the diffracted efficiency of the grating filter. The final structural parameters of the devices for three primary colors are collected after optimization, and the calculated results show that the spectral reflectance of each color filter is basically identical for different polarization states of incident light. Moreover, field analysis by the finite-difference time-domain technique indicates that two symmetric modes are excited between the waveguide layer and substrate under full conical incidence, which is coincident with the previous theoretical study. The reported work will eliminate the restriction of polarization-dependence of color filters and greatly expand their application range.     

相移长周期光栅在EDFA增益平坦中的应用

对相移长周期光栅进行了理论分析,在此基础上,运用传输矩阵法对它的透射光谱进行数值计算,分析了相移量大小、平均折射率变化以及光栅长度等结构参数变化对相移长周期光栅透射谱的影响,并根据这些变化规律适当调节它的结构参数,使其透射光谱与平坦EDFA的目标光谱在一定程度上相符。平坦后的EDFA增益谱在34nm范围内最大波动不超过±0.7dB。根据此方法设计的增益平坦滤波器只包含一个器件,体积小,便于制造和封装,具有很好的市场应用前景。     

基于光纤传感技术的易燃易爆气体泄漏监测研究

针对目前易燃易爆气体泄漏监测手段的不足,提出了一种使用光纤光栅传感技术进行实时监测的方法。根据实际工况搭建了管道输气系统,使用空气作为传输介质模拟了易燃易爆气体发生泄漏的过程。通过对监测点管道的振动加速度进行采集,利用降噪和傅里叶、变换的信号处理手段,对振动波形进行分析。结果表明:在管道发生泄漏时,管道振动的振动加速度会发生一定程度的减小,振动主频会略微变大。通过光纤光栅传感技术,对振动特征参数进行分析和计算,可实现管道泄漏点准确定位。     

远红外光光栅光谱仪测量误差分析

采用平面闪耀光栅作为光谱元件的远红外光谱测量原理,分析了四种主要的重复性误差:光栅常数制造误差、零点标定误差、转角测量误差、入射光束与衍射光束的夹角测量误差。 并分别以112.5mm、40.05mm、25mm和12mm的四种闪耀波长为例,计算出了它们的误差传递系数曲线,根据误差传递系数对光谱仪进行误差分配,分析和计算表明:当光栅转角测量精度为1,光栅常数误差为0.5mm时,光谱仪可以满足l/100的波长测量误差要求和l/200的波长重复性测量误差要求。     

Origin of the positional offset of FP-like enhanced transmission peaks in a one-dimensional gold grating

General transmission characteristics of a one-dimensional optically thick gold grating were investigated as functions of the grating structural parameters (period, slit width and grating thickness) in the spectral range from 0.4 μm to 9.9 μm. The positions (resonant wavelengths) of the Fabry–Perot (FP)-like enhanced transmission (ET) peaks depend not only on the grating’s period and thickness, but also on the slit width. These numerically calculated FP-like resonant positions are different from the simple FP predictions. The physical origin of these positional offsets is ascribed to the additional phases produced by the special ‘reflecting planes’, which are caused by oscillating dipoles located at the entrances and exits of the slits. For a particular order of FP-like resonance, the additional phase is found to be independent of the refractive index of the surrounding, but dependent on the grating’s structural parameters.     

用MMI实现的平顶型AWG的特性分析

引入归一化偏移和归一化间距,利用高斯近似得到阵列波导光栅(AWG)的频谱响应,从而分 析了展宽系数、品质因数、插损与归一化间距的关系。给出一个实例,取归一化间距为0.707,对应的展宽系数约为2,插入损耗IL约为2dB,并用光束传输方法(BPM)进行了验证。